我们介绍一种在小型小鼠中技术上简便、成本低廉、快速且经济的ECG检测方案，并可实现更高的检测灵敏度。我们建议将该方法作为研究小鼠中药物作用、基因修饰及疾病模型的筛选手段。
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摘要
摘要
心电图是评估心脏传导系统的重要工具。动物研究有助于获得有关心电图的新型遗传学和药理学信息。然而，在小动物（如小鼠）体内进行心电图测量一直具有挑战性。为此，我们采用了一种在麻醉小鼠中记录心电图的方法，该方法具有多种优势：技术操作简单、成本低廉、测量时间短，且适用于幼龄小鼠。尽管使用麻醉存在一定的局限性，但该方法仍可提高对照组与实验组之间比较的敏感性。我们使用自主神经系统激动剂和拮抗剂处理小鼠，以验证本方案的有效性，并将结果与既往研究报道进行比较。我们的ECG方案检测到：给予阿托品后心率和QTc间期增加；给予卡巴胆碱后心率和QTc间期降低；给予异丙肾上腺素后心率和QTc间期升高；而给予普萘洛尔后未观察到心电图参数的改变。这些结果与以往报道一致，证实了本ECG方案的可靠性。因此，该方法可作为一种筛查手段，用于原本因高成本和技术难度而难以实施的心电图测量。
引言
心电图（ECG）是一种测量心跳电活动的检测方法，是评估心脏传导系统的重要工具。ECG测量的参数包括心率、PR间期、QRS波群持续时间和QT间期。简而言之，PR间期代表电冲动从心房窦房结经房室结传导至浦肯野纤维所需的时间；QRS波群持续时间反映电冲动通过浦肯野系统和心室肌引起心室去极化所需的时间；QT间期则为心室复极化的持续时间。
小鼠心电图记录已帮助研究人员检查心脏功能，并确定心律失常、心房颤动和心力衰竭等心脏表型的生理和病理生理机制。大多数心血管研究涉及基因工程小鼠模型的研究。获取经过基因操作的小型小鼠的心电图记录中有意义的数据常常具有挑战性。
有多种方法可用于小鼠心电图（ECG）的检测1。研究表明，在可能的情况下，优先选择清醒状态下的动物进行心电图记录，因为麻醉对心脏功能的影响已有充分证实2。目前有两种用于清醒小鼠心电图记录的方案值得注意1。心电遥测系统是用于清醒小鼠长期连续心电监测的金标准1,3。尽管该方法可在清醒状态下进行记录，但其存在若干局限性，包括设备和植入物成本高昂、需要操作经验极为丰富的人员、术后稳定期超过1周、要求使用体型较大的小鼠（> ....
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方案
所有动物实验程序均经庆熙大学实验动物照护与使用委员会批准（许可证编号：KHUASP(SE)-18-108），并符合美国国立卫生研究院《实验动物照护与使用指南》的要求。
1. 实验动物
- 根据《实验动物护理和使用指南》的要求，将所有小鼠（39只，Balb/c，雄性，7‒9周龄）饲养于无病原体环境中。
- 将小鼠置于12小时光照/12小时黑暗循环条件下，保持恒定温度，并可自由获取食物和饮水。
2. 麻醉剂的制备
注意：与氯胺酮类组合物和异氟烷相比，三溴乙醇在小鼠麻醉过程中能更稳定地维持心率，并提高超声心动图检测结果的可重复性，因此优先选用三溴乙醇1,5,6
- 配制2,2,2-三溴乙醇储备液：每1 mL叔戊醇中加入1 g 2,2,2-三溴乙醇，于40‒45 °C温育24小时。4 °C保存，可稳定保存12个月。
- 工作液的配制：取0.5 mL储备液，加入19.5 mL生理盐水（0.9% NaCl），稀释至终浓度为25 mg/mL，于40‒45 °C温育1小时。4 °C保存，可稳定保存1个月。
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结果
药理学实验
为了确定我们的无创心电图测量是否反映了自主神经调节对心脏传导系统的影响，我们对正常的Balb/c小鼠给予了自主神经系统（ANS）的激动剂和拮抗剂进行干预。分别使用阿托品和卡巴胆碱以实现副交感神经的阻断和刺激，而分别给予普萘洛尔和异丙肾上腺素以引起交感神经的阻断和刺激9。
与对照组相比，阿托品（p < 0.05）和异丙肾上腺素（p < 0.05）处理的小鼠心率显著升高，而卡巴胆碱则导致心率下降（p < 0.005）（对照组：391 ± 13 bpm，阿托品组：487 ± 15 bpm，卡巴胆碱组：158 ± 7 bpm；对照组：382 ± 14 bpm，异丙肾上腺素组：548 ± 8 bpm；对照组：404 ± 25 bpm，普萘洛尔组：303 ± 16 bpm）（图4）。此外，与对照组相比，阿托品（
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讨论
该实验方案中有多个关键步骤。周围环境应无噪音和振动干扰。心电图电极必须稳定且一致地插入皮下，此插入步骤需要通过预实验反复练习，直至研究人员具备足够的技术经验。此外，麻醉剂应正确配制并妥善保存，并以适当的剂量使用。最后，在“平均视图”窗口中，应准确定位每次心电图搏动中的PQRS波。
我们的研究包括药物测试。然而，如果省略药理学测试，则可在注射麻醉剂5分钟后开始记录，心电图数据可采用10至15分钟期间的数据。麻醉后15分钟内心电图数值相对稳定，且在同一小鼠中，首次测量6小时后的心电图结果具有可重复性5。
药物对自主神经的阻断和刺激会引起心率的不同反应。在心电图研究中已采用多种实验方案。根据小鼠遥测心电图记录，阿托品、异丙肾上腺素和普萘洛尔对心率无显著影响，而卡巴胆碱则显著降低心率（野生型：739 ± 33 次/分钟；阿托品：726 ± 5 次/分钟；卡巴胆碱：205 ± 54 次/分钟；异丙肾上腺素：722 ± 32 次/分钟；普萘洛尔：560 ± 21 次/分钟）
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披露
作者声明不存在任何利益冲突，无论是财务方面还是其他方面。
致谢
本工作由韩国国家研究基金会（NRF）管理的基本科学研究计划（2015R1C1A2A01052419 和 2018R1D1A1B07042484）资助。
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材料
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 2,2,2-三溴乙醇 | Sigma-Aldrich | T48402-25G | 麻醉剂，Avertin |
| 动物 | Japan SLC, Inc., 静冈，日本 | Balb/c 小鼠，雄性，7-9 周龄 | |
| 阿托品 | Sigma-Aldrich | A0123 | 副交感神经拮抗剂 |
| BioAmp | AD Instruments, 贝拉维斯塔，澳大利亚 | ML132 | 生物放大器 |
| 卡巴胆碱 | Sigma-Aldrich | C4382 | 副交感神经激动剂 |
| 带电极的针灸针 | DongBang Acupuncture Inc., 城南，韩国 | DB106 | 0.20 × 15 mm |
| 异丙肾上腺素 | Sigma-Aldrich | I2760 | 交感神经激动剂 |
| LabChart 8 | AD Instruments, 贝拉维斯塔，澳大利亚 | 数据分析软件 | |
| 小鼠饲料 | LabDiet, 圣路易斯，密苏里州，美国 | 5L79 | 小鼠饮食 |
| PowerLab 2/28 | AD Instruments, 贝拉维斯塔，澳大利亚 | 数据采集系统 | |
| 普萘洛尔 | Sigma-Aldrich | P0884 | 交感神经拮抗剂 |
| SPSS Statistics 程序 | SPSS | SPSS 25.0 | 统计学程序 |
参考文献
- Ho, D., et al. Heart rate and electrocardiography monitoring in mice. Current Protocols in Mouse Biology. 1, 123-139 (2011).
- Vatner, S. F., Takagi, G., Asai, K., Shannon, R. P. Cardiovascular physiol....
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重印与许可
